物理学是科学的一个重要分支。物理学与其他学科相比更抽象和复杂。物理教师要重点培养学生的科学思维，它不局限于向学生教授物理知识和物理理论。面对当下的新高考形式，传感器等数字化实验系统在物理教学当中就起到了不可替代的作用。
一、物理教学中的主要问题
高中物理课堂教学活动实施中还存在不少问题，特别体现在以下几个方面：在教师层面，大部分教师采用的教学方式相对滞后，普遍采用“灌输”方法。这种教学方式不符合学生的学习需求，导致大多数学生只是被动地参与课堂，学生不能深入理解和运用物理知识，难以调动学生的学习积极性，激发学生的学习兴趣，甚至让学生感到厌烦。其次，一些教师缺乏对学生差异化的了解。
二、数字化实验系统的优势
数字化实验系统（DIS）指由“传感器+数据采集器+软件包+计算机”构成的实验系统。实验时，传感器可获取实验数据，并传输给数据采集器；采集器对数据进行转换后传输给计算机；实验数据经过软件处理后以数值、曲线、图表等不同的方式呈现，教师和学生可以根据教学需要对数据进行分析与处理。数字化实验系统的优势表现在实验过程“可视化”、实验设计“重点化”、数据采集与处理“智能化”、教学过程“现代化”。
（一）“可视化”实验过程
“可视化”实验过程包括时间和空间两个维度。实验者通过数字化实验系统可以实现这两个维度的可视化。例如，对于电容器的充、放电过程，碰撞过程中的作用力变化等瞬时过程，实验者利用数字化实验系统可以实现瞬间变化的“可视化”。
（二）实验设计“重点化”
数字化实验系统依靠传感器采集数据，借助计算机软件记录和处理数据，可使得学生免去大量运算过程，避免手工作图的繁琐和误差。学生节省出来的时间和精力可以更多地用于实验设计，用于合作探究，用于数据分析，用于验证与修改假设，而这些正是理解物理概念、掌握客观规律所必要的。
（三）数据采集“智能化”
数字化实验系统中的数据采集器可以同时接入多个相同的或不同的传感器，同时采集多种相同或不同种类的物理量。例如，在弹簧振子的振动实验中，教师开展数字化实验可以同时采集弹簧振子运动过程中的速度、位移、加速度、回复力等数据，并通过图象展示在学生面前，从而帮助学生获得直接的观察经验。
（四）实验结果“精确化”
DIS实验运用的各类传感器可实时采集准确的多种物理量数据，既继承了传统实验仪器采集数据的能力，又突破了传统设备在数据处理上的局限，简言之，DIS实验能准确获取的物理实验数据并快速处理，包括计算和作图，这就使物理学规律的发现或验证更有严谨性和可信性.
三、采用DIS系统优化高中物理教学
（一）将数字化实验教学和生活实际紧密联系
高中物理教学中，教师要充分意识到物理和现实生活的联系，引导学生完成所学知识到现实生活物理知识的迁移，让学生运用物理知识解决现实生活当中的问题以及解释生活中的物理现象，进而让学生学以致用，促使学生深刻理解物理知识内涵，进一步提升课堂教学质量和教学效率。如，在传感器的应用这一部分知识讲解的过程当中，教师应当向学生展示现实生活当中的传感器图片和视频，之后给学生提出相应的问题。目前人工智能技术得到了较快的发展，在人们的日常生活当中，机器人也得到了一定的应用。对人类来讲，主要就是通过感觉器官来得到外界的信息，机器人同样如此，通过利用感觉器官来获得外界的信息。但是机器人的感觉器官和人类的感觉器官是有显著区别的，机器人感觉器官是各式各样的传感器。如烟雾传感器可以检测气体浓度，模拟人类的鼻子。温度传感器模拟人类皮肤，可以对环境的温度进行有效的感知。声音传感器能够模拟人的耳朵，有效的检测外界音量大小。教师在对机器人进行介绍的过程当中，能够激发学生学习兴趣，示的是家用电铃的一个连接图。这时，教师结合教学课件，向学生提出一个问题。“请同学们根据刚刚学过的电流与电路知识，讨论一下，当画面中的连接图满足哪两个条件时，电铃的连接线路有电流通过？”当各个小组接收到这个问题时，即刻进入讨论状态，当讨论结束后，每个小组的学生代表回答出最终的答案。“电铃的电路能够产生持续电流的两个条件：第一个条件是电路必须有电源提供电流，第二个条件是电路闭合为通路。”通过这种方法，学生能够主动探究物理学原理与现象，不但提高了学生的自主学习与探究能力，同时也活跃了课堂气氛，对夯实物理学基础大有裨益。
（二）数字化实验案例驱动，提升学生实验课堂的兴趣
传感器是将不容易测量的非电信号转化为容易测量电信号的器件，传感器的核心元件是其中的敏感元件。常用的敏感元件有压敏电阻、热敏电阻和光敏电阻。传统教学中，如果要研究光敏电阻的特性，需要测量光照度，而实验室一般没有测量光照的器材。利用DIS-lab系统测光强非常方便，也可以在课堂上将电阻的特性规律展示出来。实验器材：光敏电阻、台灯、多用电表、数据采集器、计算机。实验过程如下。首先，教师向学生演示生活中应用传感器的例子，比如声控的电子蜡烛和声控灯。通过上述演示实验将学生带入情境，激发学生的学习兴趣，顺势引出传感器的定义和原理。
1.选择传感器，设计实验教师让学生思考测绘光敏特性曲线需要何种传感器，并以小组形式讨论设计实验步骤。学生发现，测量电阻可以用多用电表，测量光照度可以用光传感器，通过改变环境光照度，可以得到不同光照度下的电阻值，同时利用电脑软件可以得到光照度与电阻的特性曲线。
2.安装传感器及其配件学生按照实验的要求安装好光传感器、数据采集器和电脑，准备好台灯、多用电表、光敏电阻。
3.进行实验，实时显示测量进程环境光强可通过控制窗帘和台灯来改变。师生在窗帘全闭、开一个窗帘、开两个窗帘、开台灯近光、开台灯远光这几种情况下测量电阻，得到所需的光照度和电阻数据点。
4.采集数据，拟合图像每改变一次光照度，就用多用表的欧姆档测量一次电阻，并用数字传感器测量一次光强，将采集的实验数据录入Excel表格中。
结束语：高中物理教师要加强对学生学科素养的培养，且采取灵活的方式整合和优化教学环节，这样才能促使高中物理课堂教学的效率和质量得到全面提高。
参考文献：
[1]裘忠兴.高中物理教学优化策略探讨——以“传感器的应用”教学为例[J].理科爱好者(教育教学),2020(01):144+146.
[2]阮伟文.基于核心素养下的高中物理教学实践——以“传感器的应用”教学为例[J].中学理科园地,2019,15(03):36-37.
